DE102018100134A1 - Reinforcement structure for bead seal in a plate assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Plattenbaugruppe weist eine erste Platte mit einem ebenen Abschnitt und mit einer darin ausgebildeten ersten Wulstdichtung auf. Die erste Wulstdichtung weist eine erste Endfläche auf, die von dem ebenen Abschnitt beabstandet ist. Die erste Wulstdichtung umfasst erste und zweite gegenüberliegende Seiten, die sich von der ersten Endfläche weg erstrecken und an den ebenen Abschnitt angrenzen. Die erste Wulstdichtung weist eine erste Verstärkungsstruktur auf, die eine erste Mehrzahl von Wänden aufweist, die jeweils die erste gegenüberliegende Seite der ersten Wulstdichtung schneiden. Die erste Platte weist eine zweite, darin gebildete Wulstdichtung auf. Die erste Wulstdichtung und die zweite Wulstdichtung können über den ersten Verstärkungsaufbau miteinander verbunden sein, so dass die erste Mehrzahl von Wänden der ersten Verstärkungsstruktur jeweils eine dritte gegenüberliegende Seite der zweiten Wulstdichtung schneiden.A plate assembly has a first plate with a flat portion and a first bead seal formed therein. The first bead seal has a first end surface spaced from the planar portion. The first bead seal includes first and second opposing sides extending from the first end surface and adjacent the planar portion. The first bead seal has a first reinforcing structure having a first plurality of walls each intersecting the first opposite side of the first bead seal. The first plate has a second bead seal formed therein. The first bead seal and the second bead seal may be interconnected via the first reinforcing structure so that the first plurality of walls of the first reinforcing structure intersect a third opposing side of the second bead seal, respectively.
Description
Einführungintroduction
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Verstärkungsstruktur für eine Wulstdichtung in einer Plattenbaugruppe. Plattenbaugruppen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Brennstoffzellen, verwenden einen Stapel von Platten, die zusammengehalten und komprimiert werden. Wulstdichtungen werden verwendet, um das Austreten von Fluiden zwischen den verschiedenen Platten zu verhindern und einen Dichtungsweg zu definieren. Aufgrund mehrerer Krümmungen des Dichtungswegs zeigen einige Bereiche große Druckschwankungen. Es kann schwierig sein, den Wulstdruck zu kontrollieren, insbesondere bei Doppel- oder DreifachWulstdichtungen in unmittelbarer Nähe.The present disclosure relates to a reinforcing structure for a bead seal in a plate assembly. Plate assemblies, including but not limited to fuel cells, use a stack of plates that are held together and compressed. Bead seals are used to prevent the escape of fluids between the various plates and to define a seal path. Due to several curvatures of the sealing path, some areas show large pressure fluctuations. It can be difficult to control the bead pressure, especially with double or triple bead seals in close proximity.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Eine Plattenbaugruppe umfasst eine erste Platte mit einem ebenen Abschnitt und einer darin ausgebildeten ersten Wulstdichtung. Die erste Wulstdichtung weist eine erste Endfläche auf, die von dem ebenen Abschnitt beabstandet ist. Die erste Wulstdichtung weist erste und zweite gegenüberliegende Seiten auf, die sich von der ersten Endfläche weg erstrecken und an den ebenen Abschnitt angrenzen. Die erste Wulstdichtung umfasst eine erste Verstärkungsstruktur. Die erste Verstärkungsstruktur weist eine erste Mehrzahl von Wänden auf, die jeweils die erste gegenüberliegende Seite der ersten Wulstdichtung schneiden. Die erste Verstärkungsstruktur kann eine Bogenform haben.A plate assembly includes a first plate having a planar portion and a first bead seal formed therein. The first bead seal has a first end surface spaced from the planar portion. The first bead seal has first and second opposite sides extending away from the first end surface and adjacent to the planar portion. The first bead seal comprises a first reinforcing structure. The first reinforcing structure has a first plurality of walls, each intersecting the first opposite side of the first bead seal. The first reinforcing structure may have an arc shape.
Eine zweite Verstärkungsstruktur kann auf der zweiten gegenüberliegenden Seite der ersten Wulstdichtung ausgebildet sein. Die zweite Verstärkungsstruktur definiert eine zweite Mehrzahl von Wänden, die jeweils die zweite gegenüberliegende Seite schneiden. Die zweite Verstärkungsstruktur erstreckt sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der ersten Verstärkungsstruktur. Die zweite Verstärkungsstruktur definiert ein geschlossenes Ende.A second reinforcing structure may be formed on the second opposite side of the first bead seal. The second reinforcing structure defines a second plurality of walls each intersecting the second opposing side. The second reinforcing structure extends in a direction opposite to the first reinforcing structure. The second reinforcing structure defines a closed end.
Die erste Platte weist eine zweite Wulstdichtung auf, die darin ausgebildet ist. Die zweite Wulstdichtung weist eine zweite Endfläche auf, die von dem ebenen Abschnitt beabstandet ist. Die zweite Wulstdichtung weist dritte und vierte gegenüberliegende Seiten auf, die sich von der zweiten Endfläche weg erstrecken und an den ebenen Abschnitt angrenzen. Die erste Wulstdichtung und die zweite Wulstdichtung können über die erste Verstärkungsstruktur derart verbunden sein, dass die erste Mehrzahl von Wänden der ersten Verstärkungsstruktur jeweils die dritte gegenüberliegende Seite der zweiten Wulstdichtung schneidet.The first plate has a second bead seal formed therein. The second bead seal has a second end surface spaced from the planar portion. The second bead seal has third and fourth opposite sides extending away from the second end surface and adjacent to the planar portion. The first bead seal and the second bead seal may be connected via the first reinforcing structure such that the first plurality of walls of the first reinforcing structure intersect the third opposite side of the second bead seal, respectively.
Die erste Platte kann eine Mehrzahl von Öffnungen definieren. Die erste Wulstdichtung kann eine der mehreren Öffnungen umgrenzen. Die erste Platte umfasst einen aktiven Bereich mit einer Mehrzahl von Dichtungselementen, die voneinander beabstandet sind. Die zweite Wulstdichtung kann den aktiven Bereich und mindestens zwei der Mehrzahl von Öffnungen umgrenzen. Die erste Platte kann eine im Wesentlichen rechteckige Form haben, die erste und zweite Plattenränder definiert. Der aktive Bereich kann zwischen dem ersten und der zweiten Plattenrand positioniert sein.The first plate may define a plurality of openings. The first bead seal may define one of the plurality of openings. The first plate includes an active area having a plurality of sealing elements spaced apart from each other. The second bead seal may circumscribe the active area and at least two of the plurality of openings. The first plate may have a substantially rectangular shape defining first and second plate edges. The active area may be positioned between the first and second plate edges.
Eine dritte Verstärkungsstruktur kann auf der zweiten gegenüberliegenden Seite der zweiten Wulstdichtung ausgebildet sein. Die dritte Verstärkungsstruktur kann ein geschlossenes Ende definieren und direkt über der ersten Verstärkungsstruktur angeordnet sein. Eine vierte und eine fünfte Verstärkungsstruktur können jeweils auf der dritten und der vierten gegenüberliegenden Seite der zweiten Wulstdichtung ausgebildet sein. Die vierte und die fünfte Verstärkungsstruktur erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen von der zweiten Wulstdichtung weg und definieren jeweils ein jeweiliges geschlossenes Ende. Eine erste Kreuzungsebene ist an einem Schnittpunkt der ersten Wulstdichtung und der ersten Verstärkungsstruktur definiert. Eine zweite Kreuzungsebene ist an einem Schnittpunkt der zweiten Wulstdichtung und der ersten Verstärkungsstruktur definiert. Eine Barriere kann auf mindestens einer der ersten und zweiten Kreuzungsebenen positioniert sein, wobei die Barriere derart konfiguriert ist, um einen Fluidfluss zwischen der ersten Wulstdichtung und der zweiten Wulstdichtung zu verhindern.A third reinforcing structure may be formed on the second opposite side of the second bead seal. The third reinforcing structure may define a closed end and be disposed directly over the first reinforcing structure. Fourth and one fifth reinforcing structures may be formed on the third and fourth opposite sides of the second bead seal, respectively. The fourth and fifth reinforcing structures extend in opposite directions away from the second bead seal and each define a respective closed end. A first crossing plane is defined at an intersection of the first bead seal and the first reinforcing structure. A second crossing plane is defined at an intersection of the second bead seal and the first reinforcing structure. A barrier may be positioned on at least one of the first and second crossing planes, wherein the barrier is configured to prevent fluid flow between the first bead seal and the second bead seal.
Die erste Platte kann eine dritte Wulstdichtung aufweisen, die darin geformt ist, wobei die dritte Wulstdichtung eine dritte Endfläche aufweist, die von dem ebenen Abschnitt beabstandet ist. Die dritte Wulstdichtung weist fünfte und sechste gegenüberliegende Seiten auf, die sich von der dritten Endfläche weg erstrecken und an den ebenen Abschnitt angrenzen. Eine Mehrzahl von sechsten Verstärkungsstrukturen, die sich in einem vordefinierten festen Intervall wiederholen, können auf der fünften gegenüberliegenden Seite der dritten Wulstdichtung ausgebildet sein. Eine Mehrzahl von siebten Verstärkungsstrukturen, die sich in dem vordefinierten festen Intervall wiederholen, kann an der sechsten gegenüberliegenden Seite der dritten Wulstdichtung ausgebildet sein. Jede der mehreren sechsten Verstärkungsstrukturen kann diagonal gegenüber einer anderen der Mehrzahl von siebten Verstärkungsstrukturen angeordnet sein.The first plate may have a third bead seal formed therein, the third bead seal having a third end surface spaced from the planar portion. The third bead seal has fifth and sixth opposite sides extending away from the third end surface and adjacent to the planar portion. A plurality of sixth reinforcing structures repeating at a predefined fixed interval may be formed on the fifth opposite side of the third bead seal. A plurality of seventh reinforcing structures repeating in the predefined fixed interval may be formed on the sixth opposite side of the third bead seal. Each of the plurality of sixth reinforcing structures may be arranged diagonally opposite another one of the plurality of seventh reinforcing structures.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.The above features and advantages and other features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the same Revelation readily apparent in connection with the accompanying drawings.
Figurenlistelist of figures
-
1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Plattenbaugruppe, die eine erste Platte mit einer ersten Wulstdichtung aufweist;1 Figure 3 is a schematic plan view of a plate assembly having a first plate with a first bead seal; -
2 ist eine schematische fragmentarische perspektivische Ansicht des Abschnitts 2 von1 ;2 is a schematic fragmentary perspective view of thesection 2 of1 ; -
3 ist eine schematische teilperspektivische Bruchstückansicht teilweise im Schnitt des Abschnitts 3 von2 ; und3 is a schematic partial perspective fragmentary view partially in section ofsection 3 of2 ; and -
4 ist eine schematische fragmentarische perspektivische Ansicht einer Plattenbaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform.4 FIG. 12 is a schematic fragmentary perspective view of a disk assembly according to another embodiment. FIG.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Bezug nehmend auf
Bezug nehmend auf
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Die Mehrzahl von sechsten und siebten Verstärkungselementen R6, R7 reduzieren den Wulstdruck in der Mitte der dritten Wulstdichtung
Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Die achte Verstärkungsstruktur R8 umfasst eine obere Fläche
Die erste Seite
Ferner kann in einem Fall, in dem der Abschnitt der welligen ersten Wulstdichtung 18, wo die erste Seite
Die achte Verstärkungsstruktur R8 kann einen Abschnitt (Vorsprung) mit der ersten Seite
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die Offenbarung, aber der Umfang der Offenbarung ist ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Offenbarung detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden. Ferner sind die Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, oder die Charakteristiken verschiedener Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, das jede der Charakteristiken, die in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschrieben sind, mit einer oder einer Mehrzahl anderer gewünschter Charakteristiken von anderen Ausführungsformen kombiniert sein können, was in anderen Ausführungsformen resultiert, die nicht durch den Wortlaut oder durch Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind. Demgemäß fallen andere Ausführungsformen in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche.The detailed description and drawings or figures are supportive and descriptive of the disclosure, but the scope of the disclosure is defined solely by the claims. While some of the best modes and other embodiments for carrying out the claimed disclosure have been described in detail, various alternative constructions and embodiments for carrying out the disclosure as defined in the appended claims are provided. Further, the embodiments shown in the drawings or the characteristics of various embodiments mentioned in the present specification are not necessarily to be understood as independent embodiments. Rather, it is possible that each of the characteristics described in one of the examples of an embodiment may be combined with one or a plurality of other desired characteristics of other embodiments, resulting in other embodiments not by the text or by reference the drawings are described. Accordingly, other embodiments are within the scope of the appended claims.
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